Millhagen besuchte in den 1990er Jahren die Theaterakademie in Malmö und absolvierte eine Schauspielausbildung am Staatstheater von Uppsala. Im Rahmen eines Praktikums, das sie beim Dramaten in ihrer Heimatstadt Stockholm absolvierte, bekleidete sie 1997 ihre erste Bühnenrolle in dem DramaFadren (dt. Der Vater, nach August Strindberg) unter der Regie von Staffan Valdemar Holm. Obwohl sie mittlerweile auch einige Film- und Fernsehrollen bestritten hat, blieb sie dem Theater verbunden und gehört zum Stammensemble des Dramaten.[1]
Für ihre Filmrolle Miffo wurde sie 2004 als beste Hauptdarstellerin für den schwedischen Filmpreis Guldbagge nominiert.
